Bài tập lớn: Chi tiết máy Đề số 2, Phương án 13 Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (974.66 KB, 35 trang )
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 1
Trường Đại học Bách Khoa tp.hcm
Khoa cơ khí
Bộ môn chế tạo máy
Bài tập lớn:
Chi tiết máy
Đề số 2, Phương án 13
Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải
Hệ thống dẫn băng tải gồm:
1-Động cơ điện:2-Nối trục đàn hồi:3-Hộp giảm tốc bánh răng trụ; 4-Bộ truyền
xích ống con lăn; 5-Bộ phận công tác –Băng tải.
Số liệu thiết kế:
Lực vòng trên băng tải,F(N): 8000
Vận tốc băng tải,v(m/s): 2.55
Đường kính tang dẫn của băng tải, D(mm):315
Thời gian phục vụ, L(năm): 5
Quay một chiều,làm việc hai ca,tải va đạp nhẹ,(1 năm làm việc 300
ngày,1 ca làm việc 8 giờ)
Chế độ tải: T
1
=T ; T
2
= 0.7T
t
1
=12 (giây): t
2
=36(giây)
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 2
BÀI TẬP 1: Chọn động cơ điện,phân phối tỉ số truyền.
A : Chọn động cơ điện:
a.Chọn hiệu suất của hệ thống
Hiệu suất chung của hệ thống:
Trong đó:
0.99
k
:Hiệu suất khớp nối đàn hồi
0.97
br
:Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ
0.99
ol
:Hiệu suất 1 cặp bộ lăn
0.93
x
:Hiệu suất bộ truyền xích.
Ta được:
3
0,99 0,97 0,99 0,93 0,867
b.Tính công suất tính toán:
- Công suất tính toán:
22
12
12
ax
12
22
12
12
12
22
.
1000
0,7
.12 .36
8000.2,55
16,031( )
1000 12 36
t td m
TT
tt
TT
P
tt
TT
tt
Fv
TT
tt
TT
TT
kW
3
. . .
k br ol x
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 3
-Công suất cần thiết trên trục động cơ:
16,031
18,5( )
0.867
t
ct
kW
c.Xác định số vòng quay sơ bộ:
-Số vòng quay của trục công tác là:
.60000
2,55.60000
154,608( òng / út)
.315
bt
lv bt
v
n n v ph
D
-Tỉ số truyền:
Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng côn 1 cấp:
3
h
u
Chọn ti số truyền cuả bộ truyền động xích:
3
x
u
. 3 3 9
t h x
u u u
Số vòng quay sơ bộ bằng động cơ:
154,608 9 1391,472( òng / út)
sb lv t
n n n v ph
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:
1500( òng/ út)
db
n v ph
d.Chọn động cơ điện:
Theo bảng P1.3,Phụ lục sách “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một” với
18,5
ct
và
1500( òng/ út)
db
n v ph
Vậy ta dung động cơ: 4A180M4Y3
30( ), 1470( òng / út), os 0.9, 0.91, 1,4
K
dc dc
dn
T
kW n v ph c
T
B.Phân phối tỉ số truyền.
Tỉ số truyền của hệ thống dẫn động:
1470
9,51
154,608
dc
ch
lv
n
u
n
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 4
Tỉ số truyền của hộp giảm tốc là:
3
h
u
(chọn)
Chọn tỉ số truyền cho bộ truyền xích;
9,51
3,16
3
x
u
C. Lập bảng đặc tính
Tính toán công suốt trên các trục:
P
dc
=30(kw)
3
.
8000.2,55
20,4( )
1000 1000
t
Fv
P kW
3
2
20,4
22,16
0,93.0,99
x ol
P
P
2
1
22,16
23,08( )
. 0,99.0,97
ol br
P
P kW
Số vòng quay.
n
1
=n
dc
=1470(vòng/phút)
2
1470
490( òng / út)
3
dc
h
n
n v ph
u
2
3
490
155( òng / út)
3,16
x
n
n v ph
n
Động cơ
Trục I
Trục II
Trục III
Công suất kW
30
23,08
22,16
20,4
Tỉ số truyền
1
3
3.16
Số vòng quay n
(vòng/phút)
1470
1470
490
155
Moment xoắn T
(Nmm)
194897,96
154619,05
431893,88
1256903,22
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 5
BÀI TẬP 2:Thiêt kế bộ truyền xích ống con lăn.
A.Thông số ban đầu.
Công suất: P =22,16(kW)
Số vòng quay bánh dẫn: n=490 (vòng/phút)
Tỷ số truyền: u=3,16
Điều kiện làm việc: Quay một chiều,làm việc hai ca,tải va dập nhẹ,bôi trơn định kì.
B.Tính toán thiết kế:
Chọn loại xích: dùng loại xích con lăn.
Xác định thông số của xích và bộ truyền:
-Với u=3,16 chọn số răng đĩa nhỏ:
Z
1
=29-2u=29- 2.3,16 = 22,68 vậy chọn Z
1
= 23(răng)
Chọn số răng đĩa bị dẫn là:
Z
2
= Z
1
. u = 23 . 3,16 =72,68 .Vậy chọn Z
2
= 73 (răng)
Hệ số điều kiện sử dụng xích: K
Hệ số: K= K
r
.K
a
.K
0
.K
dc
.K
b
.K
lv
K
r
= 1,3 : Hệ số tải động tải trọng va đập.
K
a
= 1 : Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài xích.
K
0
= 1,25 :Hệ số xét ảnh hưởng của vị trí bộ truyền>.
K
dc
=1 :Hệ số xét ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích.
K
b
=1,5 :Hệ số xét điều kiện bôi trơn( định kì)
K
lv
= 1,12 :Hệ số xét đến chế độ làm việc(2 ca).
K=1,3 x1x1,25x1x1,5 x1,12 = 2,73
Chọn n
01
> n
1
, vậy chọn n
01
= 600.
-Hệ số vòng quay trục dẫn:
01
1
600
1,22
490
n
n
K
n
-Hệ số răng bánh dẫn xích:
01
11
25 25
1,09
23
z
Z
K
ZZ
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 6
-Chọn xích một dãy nên K
x
=1
Công suất tính toán:
2,73 1,09 1,22
. 22,16 80,45( )
1
zn
t
x
K K K
P P kW
K
Theo bảng 5.5 sách “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một” và theo cột
n
01
=600 ta chọn bước xích.
p
c=
44,45 và
0
17,5p
tra bảng 5.3
Kiểm tra bước xích
1
3
3
1 0 1
.
22,16 2,73
600 600 40,46
. . . 23 490 17,5 1
c
x
PK
p
Z p K n
(thỏa)
Vậy bước xích vừa chọn thỏa. p
c
= 44,45(mm)
Tính toán các công thức
Vận tốc trung bình:
1
490 44,45 23
8,35( / )
60000 60000
c
np Z
v m s
Lực vòng có ích:
1000 1000 22,16
2653,9( )
8,35
t
P
FN
v
Chọn khoảng cách trục sơ bộ:
(30:50)
c
ap
Chọn a=40p
c
=40 x 44,45=1778 (mm)
Số mắt xích:
2
21
12
2
2
2
( ) .
2
24
2 1778 23 73 (73 23) 44,45
44,45 2 4 1778
129,58
c
c
Z Z p
ZZ
a
X
pa
Chọn số mắt xích chẵn X = 130, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13 sách
“Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một”)
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 7
2
2
21
2 1 2 1
2
2
0,25 0,5( ) 0,5( ) 2( )
73 23
0,25 44,45 130 0,5(73 23) (130 0,5(73 23)) 2( )
1787( )
c c c
ZZ
a p X Z Z X Z Z
mm
Để xích không chụi lực căng quá lớn,giảm a một lượng bằng
0,003. 5( )a a mm
Do đó khoảng cách trục: a= 1782 (mm)
Chiều dài xích
L= p
c
x X= 44,45 x 130 = 5778,5 (mm)
Số lần va đập của xích trong 1s:
11
.
23 490
5,8 15
15 15 130
Zn
ii
X
Kiểm tra xích về độ bền:
10v
Q
s
F F F
Theo bảng 5.2 tải trọng phá hỏng Q=172,4(kN) , q= 7,5 kg
F
1
=F
t
= 2653,9(N)
Lực căng do lực li tâm gây ra là: F
v
= q.v
2
= 7,5 x 8,35
2
=522,9(N)
Lực căng ban đầu: F
0
=9,81.k
t
qa=9,81x1x7,5x1,782=131,11(N)
Lực tác dụng lên trục: F
r
= k
x
.F
t
= 1,05x 2653,9=2786,6 (N)
172,4 1000
52,12
2653,9 522,9 131,11
s
Theo bảng 5.10 với n=600(vòng/phút)
14s
.Vậy s > [s] : bộ truyền xích
đảm bảo đủ bền.
Đường kính đĩa xích: Theo công thức (5.17) và bảng 13.4
1
1
11
44,45
326,44( )
sin( / ) sin( / 23)
0,7 326,44 0,7 44,45 357,56( )
ac
p
d mm
Z
d d p mm
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 8
2
2
22
44,45
1033,17( )
sin( / ) sin( / 73)
0,7 1064,3( )
ac
p
d mm
Z
d d p mm
Thông số của bộ truyền xích:
P=22,16(kN)
u= 3,16
p
c
=44,45
Z
1
=23(răng)
Z
2
=73(răng)
a=1782(mm)
L=5778,5(mm)
d
1
=326,44(mm)
d
a1
=357,56(mm)
d
2
=1033,17(mm)
d
a2
=1064,3(mm)
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 9
BÀI TẬP 3:Thiêt kế bộ truyền bánh răng trụ.
Các thông số kĩ thuật :
T
1
= 154619,05mm
n = 1470 vòng/phút
u = 3
1. Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn:
Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13 ta có:
Đối với bánh dẫn:
HB
1
= 250
σ
OHlim1
= 2HB
1
+ 70 = 2*250 + 70 = 570 Mpa
s
H1
= 1.1
σ
OFlim1
= 1.8HB
1
=1.8*250 = 450 Mpa
s
F1
= 1.75
Đối với bánh bị dẫn:
HB
2
= 228
σ
OHlim2
= 2HB
2
+ 70 = 2x228 + 70 = 526 Mpa
s
H2
= 1.1
σ
OFlim2
= 1.8HB
2
=1.8x228 = 410.4 Mpa
s
F2
= 1.75
2. Xác định sơ bộ ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ
H
] và ứng suất uốn cho phép
[σ
F
]:
a. Số chu kì làm việc cơ sở:
N
HO1
= 30
1
2.4
= 30x 250
2.4
= 1.71x10
7
chu kì
N
HO2
= 30
2
2.4
= 30x228
2.4
= 1.37x10
7
chu kì
N
FO1
= N
FO2
= 5x10
6
chu kì
b. Số chu kì làm việc tương đương:
Số lần ăn khớp của răng 1 vòng quay: c=1
Tuổi thọ: L
h
= 5x300x8 = 12000 giờ
m
H
= 6
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 10
N
HE1
= 60c
(
)
3
n
i
t
i
=
= 60x1 x
3
x
12
12+36
+
0.7
3
36
12+36
x12000x1470=
= 536873400 chu kì
N
HE2
=
1
=
536873400
3
= 178957800 chu kì
N
FE1
= 60c
(
)
6
n
i
t
i
=
= 60x1x
6
x
12
12+36
+
0,7
6
x
36
12+36
x 12000x1470
= 357989776 chu kì
N
FE2
=
1
=
357989776
3
= 119329925 chu kì
c. Hệ số tuổi thọ:
Do N
HE1
> N
HO1
,N
HE2
> N
HO2
,N
FE1
> N
FO1
,N
FE2
> N
FO2
nên chọn K
HL1
= K
HL2
= K
FL1
= K
FL2
= 1
d. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
[σ
H1
] = σ
OHlim1
0.9
1
1
= 570x
0.9x1
1.1
= 466.36 Mpa
[σ
H2
] = σ
Ohlim2
0.9
2
2
= 526x
0.9x1
1.1
= 430.36 MPa
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 11
[σ
F1
] =
1
1
K
FL1
=
450x1
1.75
x1 = 257.14 Mpa
[σ
F2
] =
2
2
K
FL2
=
410.4x1
1.75
x 1 = 234.51 Mpa
Do bộ truyền được ngâm trong dầu nên chọn tính toán thiết kế theo độ bền tiếp
xúc:
3. Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép [σ
H
], [σ
F
]:
[σ
H
] = [σ
H2
] = 430.36 Mpa
[σ
F
] = [σ
F2
] = 234.51 Mpa
4. Chọn hệ số tải trọng tính:
Theo bảng 6.15 do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên chọn
ψ
bα
= 0,3-0,5, chọn ψ
ba
= 0.4 theo tiêu chuẩn.
Ta có:
ψ
bd
=
ψ
(+1)
2
=
0.4(3+1)
2
= 0.8
Ứng với ψ
bd
vừa chọn, tra bảng (ứng với ψ
bd
= 0.8 và HB <350) ta có:
K
Hβ
= 1,03
K
Fβ
= 1,05
5. Tính khoảng cách trục:
a
w
= 43(u+1)
1
ψ
2
3
=
=43x(3+1)
154619 ,05x1,03
0.4x430.36
2
x3
3
=153,9 mm
Theo tiêu chuẩn chọn a
w
= 160 mm
6. Chọn modun răng:
m= (0.01÷0.02) a
w
= (0.01÷0.02) x160 = 1,6÷ 3,2
Theo tiêu chuẩn ta chọn m=3
7. Xác định số răng và góc nghiêng răng:
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 12
Từ điều kiện 8
0
≤ β ≤ 20
0
Suy ra:
ww
1
1
2 os(20) 2 os(8)
(1 ) (1 )
2 160 os(20) 2 160 os(8)
3(1 3) 3(1 3)
a c a c
Z
m u m u
cc
Z
25,05 ≤ z
1
≤ 26,04
Chọn z
1
= 26 răng suy ra z
2
= 26x3 = 78 răng
Góc nghiêng răng: β = arccos
3x(26+78)
2x160
= 12.84
0
8. Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:
Đường kính vòng chia
d
ω1
=
1
=
3x26
12,84
= 80 mm
d
ω2
=
2
=
3x78
12,84
= 240 mm
Đường kính vòng đỉnh:
d
a1
= d
ω1
+ 2m
n
= 80 + 2x3 = 86 mm
d
a2
= d
ω2
+ 2m
n
= 240 + 2x3= 246 mm
Khoảng cách trục:
a
ω
=
1
(1+)
2
=
3x26x(1+3.2)
2x12.84
= 160 mm
Chiều rộng vành răng:
b
2
= ψ
bα
a
ω
= 0.4 x 160= 64 mm
b
1
= b
2
+ 5 = 64 + 5 = 69 mm
9. Tính vận tốc vòng v và chọn cấp chính xác bộ truyền:
v =
1
60000
=
x80x1470
60000
= 6,16 m/s
Tra bảng 6.3 ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 8
10. Xác định lực tác dụng lên bộ truyền:
F
t1
=
2x
1
x
1
=
2×154619 ,05×cos 12,84
3×26
= 3865 N
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 13
F
n1
=
1
=
3865
20×12.84
= 4219 N
F
a1
= F
t1
tgβ = 3865xtg12.84 = 881N
F
r1
=
1
20
=
386520
12,84
= 1443N
11. Chọn hệ số tải trọng động K
HV
và K
FV
:
Ta có cấp chính xác là 8 và vận tốc v=6,16m/s
Tra bảng 6.6 chọn
K
HV
= 1,19
K
FV
= 1,38
12. Xác đinh ứng suất tính toán σ
H
trên vùng ăn khớp:
Z
M
= 275MPa
1/2
Hệ số trùng khớp ngang:
ε
α
=
1.88 3.2
1
1
+
1
2
cosβ =
1.88 3.2
1
26
+
1
78
cos12,84=1,67
Z
ε
=
1
=
1
1,67
= 0.77
T
1
= 154619,05mm
α
tω
= arctan
20
= arctan
20
12 ,84
= 57,94
0
Z
H
=
2
2
=
2×12,84
sin (2×57,94)
= 1.47
Chọn sơ bộ K
H
K
H
=1,03 u=3 d
ω1
= 80 mm b = 69 mm
σ
H
=
1
2
1
(+1)
=
=
275×1,47×0,77
80
2×154619 ,05×1,03×(3+1)
69×3
= 305,3 Mpa
Vậy ta có: σ
H
< [σ
H
]=430.36 Mpa .
Điều kiện bền tiếp xúc được đảm bảo.
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 14
13. Xác định số răng tương đương:
Y
F1
= 3.47+
13.2
1
= 3,47+
13,2
26
= 3,97
Y
F2
= 3.47+
13.2
2
= 3,47+
13,2
78
=3,64
Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng(độ bền uốn):
1
1
=
257,14
3,97
= 64,77
2
2
=
234,51
3,64
= 64,42
Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh bị dẫn có độ bền thấp hơn
14. Tính toán giá trị ứng suất uốn tại chân răng:
Y
F2
= 3,64
F
t
= 3865 N
K
Fβ
= 1,03 K
FV
= 1,38
K
F
=K
FV
K
Fβ
= 1,03x1,38=1,42
b = 69 mm
m
m
= 3
ε
α
= 1,67
Y
ε
= 1/ ε
α
= 1/1,67 = 0.6
ε
β
=
=
69×12,84
×3
= 1,63
Y
β
= 1- ε
β
β/120 = 1-1,67x12,84/120 = 1,82
σ
F
=
2
×
=
3,64×3865×1,42×0.6×1,82
69×3
= 105,4 MPa
vậy ta có:
σ
F
< [σ
F
]=234,51 MPa
Đảm bảo điều kiện về độ bền uốn
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 15
BÀI TẬP 4:Thiêt kế 2 trục trong hộp giảm tốc:
THIẾT KẾ TRỤC I
1. Chon vật liệu:
Chọn thép 45, có σ
b
= 600Mpa, [σ
F]
]
-1
= 50Mpa
2. Chon kích thước chiều dài trục:
Xác định sơ bộ đường kính trục:
3
/ (0,2 )dT
33,8 mm
Do đó chon đường kính sở bộ là
d
11
=35mm d
12
=38mm d
13
=35mm d
14
=34mm
Dựa vào bảng ta chọn được chiều dài trục:
L
13
=239mm và l
12
=2l
11
=142mm và được biểu diễn bời hình:
3. Thay trục bằng dầm sức bền:
T
F
k
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 16
Ta có: T
1
=154619,05 Nmm : F
t1
= 3865 N ; F
r1
=1443N
F
a1
=881N vậy
M
a1
=(F
a1
.d
1
)/2=(881x86)/2=37883 Nmm
Nối trục là nối dàn hồi: [T]=831Nm ,D
0
=155mm
Lực vòng tại chốt là: F
tk
=
1
0
2
154619,05 2
1995,1
155
T
D
Lực do nối trục tác dụng lên: F
k
=(0,2-0,3)xF
tk
=0,25x1995,1=498,8 N,chiều ngược
vói chiều lực vòng trên bánh răng.
4. Tính phản lực gối tựa:
Xét trong mặt phẳng yoz:
Momen tại điểm A:
11
11
71 142 0
71
37883 71 1443
142 142
454,7
A r a By
ar
By
M F M R
MF
R
N
Phương trình cân bằng lực:
1y Ay r By
F R F R
R
Ay
=-R
By
-F
r1
= 544,7 – 1443
= -988,3 N
Xét trong mặt phẳng xoz:
Tổng momen tai điểm A:
1
1
71 142 239
239 71
239 498,8 3865 71
142 142
1093
A t Bx k
kt
Bx
M F R F
FF
R
N
Phương trình cân bằng lực:
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 17
R
Ax
+ F
t1
+R
Bx
–F
k
=0
R
Ax
= -2273,2 N
5. Vẽ biểu đồ momen:
Biểu đồ momen trong mặt phẳng thẳng đứng M
x
Biểu đồ momen trong mặt phẳng nàm ngang M
y
Biểu đồ momen xoắn T:
70169,3
32286,3
A
B
161397,2
48379,4
A
A
154619,05
A
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 18
6. Tính momen tương đương tại tiết diện nguy hiểm:
Tiết diện nguy hiểm ở mặt cắt 1-1 tại vị trí đặt bánh răng trụ ngiêng:
2 2 2 2 2 2
0,75 161397,2 70169,3 0,75 154619,05
221140,4
td X Y
M M M T
Nmm
7. Tính tiết diện tại mặt cắt nguy hiểm:
Ký hiệu 1-2 là trục 1 tiết diện thứ 2 tính tử tái qua phải:
3
3
12
1
221140,4
35,36
0,1[ ] 0,1 50
td
F
M
d mm
Do tại tiết diện nguy hiểm có rãnh then bang nên tăng tiết diện lên
khoảng 5%.Chọn theo tiêu chuẩn.
Chọn d
12
=38 mm .Vậy kích thước đã chon phù hợp
Từ d
12
ta chon được các đường kính còn lại:
d
11
=35mm d
13
=35mm d
14
=34mm
Kiểm tra tại tiết diện 1-3:
22
3
3
13
1
48379,4 0,75 154619.05
30,5 36
0,1[ ] 0,1 50
td
F
M
d mm mm
8. Tính chọn then bằng:
Chọn vật liệu giống then 1, chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng
trụ ngiêng theo (TCVN 2261-77),
d
12
=38 mm vậy chon then co thong số:
b=10 mm , h=8mm, l=56 mm, t
1
=5mm ,t
2
=3,3 mm.
kiểm tra ứng suất cắt:
12
2 2 154619,05
14,9 [ ] 60
38 56 10
cc
T
Mpa
d lb
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 19
kiểm tra ứng suất dập:
12 1
2 2 154619,05
49,7 [ ] 100
( ) 38 56 (8 5)
dd
T
Mpa
d l h t
Chọn then bằng tại vị trí khớp nối dàn hồi:
d
14
=34mm , b=10 mm , h=8mm, l=56 mm, t
1
=5mm ,t
2
=3,3 mm.
kiểm tra ứng suất cắt:
14
2 2 154619,05
17,8 [ ] 60
34 56 10
cc
T
Mpa
d lb
kiểm tra ứng suất dập:
14 1
2 2 154619,05
59,4 [ ] 100
( ) 34 56 (8 5)
dd
T
Mpa
d l h t
9. Tính kiểm nhiệm trục theo độ bềm mỏi:
Tại mặt cắt 1-2
s =
.
2
+
2
≥ [s]
Trong đó:
=
1
.
+
=4,32
=
1
.
+
=13,5
Chọn hệ số an toàn [s]=2.5 để kiểm nghiệm trục theo hệ số
an toàn và theo độ cứng
Vi s liu tra b
-1
b
=0,436x600=216,6
1
=0,22
b
=0,22x600=132
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 20
=0,85
=0,78
=
=
175990,9
4281
= 41,1
=
3
32
..()
2
2
=4281
=
2×
0
=
154619 ,05
2×9253,8
= 8,4
=
3
16
..()
2
2
=9253,8
K
σ
=1,76 K
τ
=1,54
Chọn hệ số gia công bề mặt: β = 1.7
Theo bảng 10.7 sách Tính Toán Hệ Thống Dẫn Động
Cơ Khí 1 của Trịnh Chất, ta có :
= 0,05
= 0
0
mj
max
j
aj aj
j
M
W
j
jaj
ajmj
W
T
0
max
.22
Vậy s =
.
2
+
2
=
4,32×13,5
4,32
2
+13,5
2
= 4,11>[s]=(1,5÷2,5)
Tại mặt cắt 1-3:
Tương tự như mặt cắt 1-3 ta tính được
=
1
.
+
=11,9
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 21
=
1
.
+
=10,4
s =
.
2
+
2
=
11,9×10,4
11,9
2
+10,4
2
= 7,8>[s]=(1,5÷2,5)
10. Kết cấu trục I
11.
THIẾT KẾ TRỤC II
1. Chon vật liệu:
Chọn thép 45, có σ
b
= 600Mpa, [σ
F]
]
-1
= 50Mpa
2. Chon kích thước chiều dài trục:
3
/ (0,2 )dT
33,8mm
Chon theo sơ bộ theo tiêu chuẩn d
21
=36mm và d
22
=40mm d
23
=42mm
d
24
=40mm
Theo bảng 10.2” sách tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí”
và công thức 10.10,10.11,10.12 ta co kích thươc chiều dài trục như
sau:
L
13
=220 mm l
11
=78mm l
12
=149 mm l
13
=220mm
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 22
3. Thay trục bằng dầm sức bền:
Ta có: T
2
=154619,05 Nmm : F
t2
= 3865 N ; F
r2
=1443N ;F
r
=2786,6 (N)
F
a2
=881N vậy
M
a2
=(F
a2
.d
2
)/2=(881x246)/2=108363 Nmm
4. Tính phản lực gối tựa
Xét trong mặt phẳng yoz:
Phương trih cân bằng momen tại A:
22
22
78 71 142 0
78 71
142
78 2786,6 108363 71 1443
46( )
142
A
x r a r By
ra
By
By
M F M F R
F M F
R
RN
Phương trình cân bằng lực theo y là:
-F
r
+ R
Ay
–F
r2
+ R
By
=0
R
Ay
= F
r
+F
r2
- R
By
=2786,6 +1443+46= 4275,6 (N)
Xét trong mặt phẳng xoz:
Phương trih cân bằng momen tại A:
M= 71F
t2
-142R
Bx
=0
R
Bx
= 1932,5 (N)
Phương trình cân bằng theo x:
F
X
=R
Ax
–F
t2
+R
Bx
=0
t2
T
F
R
R
T
F
F
M
R
r2
a2
AX
AY
BX
BY
2
2
r
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 23
R
Ax
=3865-1932,5=1932,5
5. Vẽ biểu đồ nội lực:
Biểu đồ momen trong mặt phẳng thẳng đứng M
x
Biểu đồ momen trong mặt phẳng nàm ngang M
y
Biểu đồ momen xoắn T:
6. Tính momen tại mặt cắt nguy hiểm là:
Tiết diện nguy hiểm ở gối A:
217354,8
111635,8
3266
A
B
137207,5
A
B
154619,05
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 24
2 2 2 2 2
0,75 217354,8 0,75 154619,05
255290,8
td X Y
M M M T
Nmm
7. Tính tiết diện tại A:
3
3
22
1
255290,8
37
0,1[ ] 0,1 50
td
F
M
d mm
Do tại tiết diện có lắp đặ ổ lăn:
Nên ta có thể chọn kích thước sau:
Chọn d
22
=40 mm
Từ d
22
ta chon được các đường kính còn lại:
d
21
=36mm d
23
=42mm d
24
=40mm
Kiểm tra tại tiết diện 2-3:
2 2 2
3
3
23
1
111635,8 137207,5 0,75 154619.05
35,4 42
0,1[ ] 0,1 50
td
F
M
d mm mm
8. Tính chọn then bằng:
Chọn vật liệu giống then 1, chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng
trụ ngiêng theo (TCVN 2261-77),
D
23
=42 mm vậy chon then co thong số:
b=12 mm , h=8mm, l=56 mm, t
1
=5mm ,t
2
=3,3 mm
chọn chiều dài làm việc của then đầu tròn: l
1
= l- b= 56-12= 44 mm
kiểm tra ứng suất cắt:
23 1
2 2 154619,05
13,9 [ ] 60
42 44 12
cc
T
Mpa
d l b
kiểm tra ứng suất dập:
SVTH: BÙI NGỌC NAM GVHD: BÙI TRỌNG HIẾU
MSSV: 21002003 Page 25
23 1 1
2 2 154619,05
55,8 [ ] 100
( ) 42 44 (8 5)
dd
T
Mpa
d l h t
Chọn then bằng tại vị trí bộ truyền xích:
D
21
=36mm , b=10 mm , h=8mm, l=56 mm, t
1
=5mm ,t
2
=3,3 mm.
Chiều dài của then một đầu tròn một đầu bằng:
l
1
=l- b/2 =56- 10/2 =51 mm
kiểm tra ứng suất cắt:
21 1
2 2 154619,05
16,8 [ ] 60
36 51 10
cc
T
Mpa
d l b
kiểm tra ứng suất dập:
21 1 1
2 2 154619,05
56,1 [ ] 100
( ) 36 51 (8 5)
dd
T
Mpa
d l h t
9. Tính kiểm nhiệm trục theo độ bền mỏi:
Tại tiết diện 2-3
s =
.
2
+
2
≥ [s]
Trong đó:
=
1
.
+
=6,35
=
1
.
+
=19,9
Chọn hệ số an toàn [s]=2.5 để kiểm nghiệm trục theo hệ số
an toàn và theo độ cứng
Vi s liu tra b
-1
b
=0,436x600=216,6
1
=0,22
b
=0,22x600=132
=0,85
=0,78
